Nature Communications: CTGF在维持微血管完整性中的关键作用

微血管系统调节重要的功能，向组织提供氧气和营养，控制炎症，并与组织交换气体和代谢物。由内皮细胞(ECs)和周细胞(PC)组成的微血管在微血管系统中形成复杂的网络。这两种类型的细胞直接接触并沉积形成基底膜的细胞外基质(ECM)，PC通常完全封闭在这个基质中。EC-PC串扰中断和PC从微血管系统丢失是微血管病变的特征。

结构重建，包括血管密度、管径和长度的变化以及毛细血管基底膜厚度的变化，会损害血管功能，并可能导致组织缺氧。此外，失调的PC表现出机械僵硬和收缩能力改变，这导致EC行为异常，微血管稀疏和不稳定，导致组织缺血。尽管加强毛细血管发芽和PC衬里的治疗策略可以稳定微血管系统，减少组织缺血，但EC和PC功能障碍的分子机制尚不清楚。

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41326-2

近日，来自英国心血管与新陈代谢医学与科学学院的研究者们在Nature Communications杂志上发表了题为“Human blood vessel organoids reveal a critical role for CTGF in maintaining microvascular integrity”的文章，该研究揭示了人类血管有机体揭示CTGF在维持微血管完整性中的关键作用。

微血管在组织灌流和气体及代谢物的交换中起着关键作用。在这项研究中，研究者使用人类血管器官(BVO)作为微血管系统的模型。BVO完全概括了人类微血管系统的关键特征，包括成熟内皮细胞对糖酵解代谢的依赖，这是从代谢通量分析和基于13C-葡萄糖稳定跟踪的基于质谱学的代谢组学得出的结论。

以糖酵解激活剂PFKFB3为靶点，使用两种化学抑制剂，可导致BVO快速重组，血管退化，周细胞覆盖率降低。PFKFB3突变体BVO也显示出类似的结构重构。蛋白质组学分析显示细胞外基质的重塑和旁分泌的差异表达对S S和S C T G F的分泌有影响。

重组CTGF可恢复微血管结构。在这项工作中，研究者证明了BVO在代谢变化时迅速进行重组，并确认CTGF是微血管完整性的关键旁分泌调节因子。

PFKFB3基因敲除对BVO结构的影响

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41326-2

本研究表明，BVO对代谢变化反应迅速。有机化合物已成为研究人类生物学和疾病的有前途的组织模型，可以弥合临床前平台和临床试验之间的差距。这些自组织的3D组织单元可以概括体内器官的关键方面，反映人类的发育和病理生理学，并捕捉人类的遗传异质性。特别是，有机类化合物可以在人体组织环境中提供对细胞间和细胞间ECM相互作用的独特见解。

对BVO中代谢重排的快速结构重塑使该模型对机制研究和新治疗方法的潜在靶点的确定具有吸引力。重要的是，这种短时间的响应对于高通量药物和小型化合物筛选应用也是有用和可取的。使用患者来源的iPS细胞和BVO可以捕捉患者之间的差异并更准确地预测药物反应，也可以促进个性化治疗策略的开发。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Sara G. Romeo et al. Human blood vessel organoids reveal a critical role for CTGF in maintaining microvascular integrity. Nat Commun. 2023 Sep 9;14(1):5552. doi: 10.1038/s41467-023-41326-2.